Принцип роботи радіо- і телевізійних антен полягає в тому, щоб перетворювати спрямовані хвилі на лінії передачі в електромагнітні хвилі, що поширюються у вільному просторі, або навпаки, забезпечуючи тим самим прийом і передачу сигналу.
Визначення та функція антен. Антена — це пристрій, здатний ефективно випромінювати електромагнітні хвилі в певному напрямку в просторі або приймати електромагнітні хвилі з певного напрямку в просторі. У системах зв’язку антена діє так само, як «рот» і «вуха» людини: вона може перетворювати електричні сигнали (направлені хвилі) в електромагнітні хвилі для передачі в космос, а також може приймати електромагнітні хвилі в космосі і перетворювати їх назад в електричні сигнали. Наприклад, радіо приймає через свою антену електромагнітні хвилі, які передає телевізійна станція, а телевізор приймає через свою антену електромагнітні хвилі, які передає телевізійна станція.
Перетворення між спрямованими хвилями та електромагнітними хвилями. Спрямовані хвилі – це електромагнітні хвилі, у яких вся або більша частина електромагнітної енергії обмежена кінцевим поперечним -перерізом (наприклад, лінія електропередачі) і поширюється вздовж визначеного напрямку. Функція антени полягає в тому, щоб «випустити» ці спрямовані хвилі, обмежені в лінії передачі, у вільний простір, утворюючи електромагнітні хвилі, що вільно поширюються; навпаки, він також може «захоплювати» електромагнітні хвилі у вільному просторі та обмежувати їх лінією передачі. Цей процес можна зрозуміти через аналогію з поїздкою: пасажири (електромагнітні хвилі) обмежені в напрямку руху всередині поїзда (лінія електропередач), але можуть вільно пересуватися після виходу зі станції (через антену); антена схожа на двері поїзда, що дозволяє пасажирам як «посадити» (приймати електромагнітні хвилі), так і «висадити» (випромінювати електромагнітні хвилі).